[發明專利]反應堆燃料組件的鎖緊與提升機構以及鎖緊與提升方法

有效

• 申請號: 201711323628.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108039214B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 朱彥雷;顧龍;于銳;蔡義林;彭天驥;王大偉;李金陽;秦長平;劉璐;盛鑫;唐延澤;張璐;田旺盛;馮麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G21C19/105
• 分類號: G21C19/105;G21C19/11;G21C19/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

1.一種用于反應堆燃料組件(7)的鎖緊與提升機構，所述鎖緊與提升機構包括：

旋爪(2)，其能夠移動和繞自身的豎直軸線旋轉；

操作頭(3)，其能夠與所述旋爪(2)鎖緊在一起或者彼此分離；

定位軸套(5)，其將所述操作頭(3)和所述反應堆燃料組件(7)固接在一起；

鎖緊桿(6)，其在豎直方向上貫穿所述定位軸套(5)和所述反應堆燃料組件(7)并且能夠繞自身的豎直軸線旋轉，所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)從所述反應堆燃料組件(7)的下端伸出；以及

下柵格板(8)，其固定在所述反應堆的底部，用以承載所述反應堆燃料組件(7)，

其中，在對所述反應堆燃料組件(7)執行就位與鎖緊操作之前的初始狀態下，所述旋爪(2)與所述操作頭(3)鎖緊在一起，而所述鎖緊桿(6)未與所述下柵格板(8)鎖緊在一起；

在所述反應堆燃料組件(7)被安裝就位到所述下柵格板(8)上之后，所述旋爪(2)通過繞自身的豎直軸線旋轉一角度而與所述操作頭(3)解除鎖緊，以允許所述旋爪(2)提升并脫離所述操作頭(3)；與此同時，在所述旋爪(2)的帶動下，所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)也旋轉一角度并且變為與所述下柵格板(8)鎖緊在一起，由此將所述反應堆燃料組件(7)鎖緊在所述下柵格板(8)上；

所述操作頭(3)的底部設置有通孔(31)，所述通孔(31)具有與所述旋爪(2)的下端鎖頭(21)相配合的形狀，使得所述下端鎖頭(21)在處于預定周向角度的情況下能夠自由地出入所述通孔(31)，而在所述下端鎖頭(21)處于除了所述預定周向角度之外的其它周向角度的情況下不能自由地出入所述通孔(31)；并且

所述鎖緊桿(6)的上端鎖頭(62)的頂部設置有凹槽(621)，所述凹槽(621)具有與所述旋爪(2)的下端鎖頭(21)的形狀相配合的形狀，所述旋爪(2)的下端鎖頭(21)在向下穿過所述通孔(31)之后被收納/卡合在所述凹槽(621)中，以便帶動所述鎖緊桿(6)旋轉，

其特征在于，所述鎖緊與提升機構還包括：

導向軸(1)，所述旋爪(2)在豎直方向上貫穿所述導向軸(1)并隨所述導向軸(1)一起移動；以及

浮力銷(4)，其能夠在所述反應堆中的液態冷卻劑所產生的浮力作用下上浮，并且在所述導向軸(1)的壓力作用下克服所述浮力而下移，

其中，所述浮力銷(4)上設置有卡舌，所述鎖緊桿(6)上設置有卡槽(622)，

當所述反應堆燃料組件(7)被鎖緊在所述下柵格板(8)上時，所述卡槽(622)正好旋轉至對準所述卡舌的位置，并且

在所述導向軸(1)對所述浮力銷(4)的壓力作用消除之后，所述浮力銷(4)上浮，使得所述卡舌嵌入所述卡槽(622)中，由此阻止所述鎖緊桿(6)旋轉。

2.如權利要求1所述的鎖緊與提升機構，其中，

所述下柵格板(8)上設置有槽孔(81)，所述槽孔(81)具有與所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)相配合的形狀，使得所述下端鎖頭(61)在處于預定周向角度的情況下能夠自由地出入所述槽孔(81)，而在所述下端鎖頭(61)處于除了所述預定周向角度之外的其它周向角度的情況下不能自由地出入所述槽孔(81)。

3.一種利用如權利要求1或2所述的鎖緊與提升機構對反應堆燃料組件(7)執行就位與鎖緊操作的方法，所述方法包括如下步驟：

在初始狀態下，所述反應堆燃料組件(7)與下柵格板(8)處于分離的狀態，將所述旋爪(2)與所述操作頭(3)鎖緊在一起，以使所述反應堆燃料組件(7)隨所述旋爪(2)一起移動；

在將所述反應堆燃料組件(7)安裝就位到所述下柵格板(8)上之后，使所述旋爪(2)繞自身的豎直軸線旋轉一角度，以使所述旋爪(2)與所述操作頭(3)解除鎖緊，以允許所述旋爪(2)提升并脫離所述操作頭(3)；

與此同時，在所述旋爪(2)的帶動下，所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)也旋轉一角度并與所述下柵格板(8)鎖緊在一起，由此將所述反應堆燃料組件(7)鎖緊在所述下柵格板(8)上；然后

所述旋爪(2)和所述導向軸(1)提升并脫離所述操作頭(3)，所述浮力銷(4)上浮，使得所述浮力銷(4)上的卡舌嵌入所述鎖緊桿(6)上的卡槽(622)中，以阻止所述鎖緊桿(6)旋轉。

4.一種對已鎖緊在反應堆的下柵格板(8)上的反應堆燃料組件(7)執行解鎖與提升操作的方法，該方法的操作過程是如權利要求3所述的方法的操作過程的逆過程并且包括如下步驟：

在最初狀態下，所述反應堆燃料組件(7)與所述下柵格板(8)處于鎖緊狀態，所述旋爪(2)及所述導向軸(1)與所述操作頭(3)處于分離狀態，所述浮力銷(4)的卡舌嵌入所述卡槽(622)中；

所述旋爪(2)和所述導向軸(1)向下移動并進入所述操作頭(3)中，所述浮力銷(4)在所述導向軸(1)的壓力作用下克服浮力向下移動，使得所述卡舌脫離所述鎖緊桿(6)的卡槽(622)，以允許所述鎖緊桿(6)旋轉；

所述旋爪(2)穿過所述操作頭(3)上的通孔(31)，然后被收納/卡合在所述鎖緊桿(6)的凹槽(621)中；

所述旋爪(2)繞自身的豎直軸線旋轉一角度并帶動所述鎖緊桿(6)旋轉一角度，使所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)旋轉至能夠自由出入所述下柵格板(8)上的槽孔(81)的位置，由此將所述反應堆燃料組件(7)和所述下柵格板(8)解鎖；

與此同時，所述旋爪(2)旋轉至不能自由出入所述操作頭(3)上的通孔(31)的位置，由此將所述旋爪(2)和操作頭(3)鎖緊在一起；然后

所述旋爪(2)向上移動并帶動所述反應堆燃料組件(7)向上移動，使得所述鎖緊桿(6)的下端鎖頭(61)脫離所述下柵格板(8)。